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摘要：文章从建筑材料放射性核素的主要来源，建筑材料放射性核素检测两方面来阐述。
关键词：建筑材料；放射性；污染；检测
建筑材料放射性对环境质量的影响，已引起人们的高度重视。建筑材料可分为主体材料和装修材料，主体材料包括：水泥及其制品、砖、瓦、混凝土、混凝土构件、砌块、墙体保温材料、工业废渣及各类新型墙体材料等；装修材料包括：大理石、花岗岩、建筑陶瓷、石膏制品、吊顶材料等。无论是水泥混凝土、各种废渣砖等主体材料，还是起着保护或美化作用的装饰材料，均含有天然放射性核素。这些天然放射性核素及其衰变而产生的子体是影响环境质量的主要因素。
一、建筑材料放射性核素的主要来源
居室内放射性核素主要来源于建筑材料、地基土壤和家用物品，其中建筑材料是产生放射性污染的主要原因。常用的室内建筑材料主要有以下几种：
(1)水泥：在水泥生产过程中，若掺入具有放性的石膏、矿渣、粉煤灰等混合材料，会使水泥具有较高的放射性。此外，若石灰岩和黏土存在于铀矿附近，也会使水泥具有较高放射性。
(2)陶瓷：主要以黏土或页岩等作坯料，在表面涂上不同颜色的釉料加工而成。其坯料随原料不同的辐射水平而有所差异，用页岩作坯料的放射性稍高于用黏土作坯料的放射性。
(3)天然石材：主要有花岗岩和大理石。其中大理石的辐射水平较低；花岗岩属火成岩中的酸性岩石，原生放射性元素的含量稍高于地壳平均值的含量。
(4)磷石膏：一种装饰材料，放射性核素含量较高，因此在选用以磷石膏为原料的室内装饰材料时，应检测放射性水平。
(5)木材：木材中的放射性是由土壤转移来的。由于土壤中天然放射性核素的含量不同，木材中的放射性也有所区别。建筑材料中的放射性核素主要来源两个方面：一是原料本身含有天然放射性核索；二是加工过程导致放射性核素富集。
二、建筑材料放射性核素检测
1、γ 能谱仪的组成及工作原理
放射性核素测量为相对测量方法，需要用已知浓度的标准源作比较。GB6566- 2010《建筑材料放射性核素限量》规定，采用低本底多道γ 能谱仪对无机非金属类建筑材料进行镭- 226、钍- 232、钾- 40 比活度测量。γ 能谱仪主要是探测核衰变中放出的γ 射线， 而每种核素的衰变中几乎都能发射一支或多支具有固定强度和特征能量的γ 射线，用γ 能谱仪测定样品中这些核素发射的特征γ 射线的数量， 就能获得相应核素的放射性活度。材料放射性的检测目前主要采用低本底多道γ 能谱仪。该仪器由探测器、连续可调的高压电源、线性放大器、多道脉冲幅度分析器、谱数据分析处理系统和铅屏蔽室组成。γ 射线与探测器相互作用，产生的电脉冲信号由电子学系统分析和记录，形成γ 射线幅度谱刻度后，用γ 能谱分析软件分析样品谱， 便可以得到该样品中核素的活度或比活度，经计算即可得出内、外照射指数。目前，常用的低本底多道γ能谱仪为碘化钠型γ 能谱仪。
2、放射性污染的检测现状
GB6566-2001建筑材料放射性核素限量规定， 应该采用低本底的多道γ能谱仪对无机非金属建筑材料进行226Ra， 232Th和40K比活度测量。便携式γ辐射剂量率仪及其检测方法， 或放射化学检测建材中核素的方法已被弃用。
3、检验步骤
（1） 用4 个已知含量的标准物质：O 模型（ 铅室本底） 、K模型、Th 模型及Ra 模型去标定仪器。
（2） 仪器定量标定后，应敞开铅室上部分0.5d 后（ 或清洁铅室后） 才能进行定量分析。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆样品处理的要求：样品破碎、磨细至粒径不大于0.16mm，定量称取样品，将取得的样品放入标准样品盒中存放、密封，待样品达到放射性平衡后进行测量；将仪器的探头置于铅筒内，盖好顶盖，打开操作台，开机预热30min 开始测量； 打开铅筒上面的顶盖，将处理好的待测量样放入，盖上顶盖；将样品按要求放入标准样品盒密封保存达到要求后，放入铅室进行测量；测量结束后进行谱线保存；记录样品实测的谱线中的K、Th 峰值，重新进行刻度峰值的设置；若K、Th 两峰不明显，可马上用K、Th 标样进行补测；计算并打印测量结果。
4、碘化钠型γ 谱仪测试过程中的主要影响因素
（1）标准源的可靠性。标准源应具有良好的均匀性、稳定性，量值准确，并能溯源到国家计量基准。标准源属于有证标准物质，实验室在购买标准源时，应注意证书的合法性，并要求供应方提供证书原件。
（2）γ 谱仪的稳定性。检测样品时，样品谱中的镭- 226、钍- 232、钾- 40 的三个特征峰区左右边界道与三个标准谱中相应的特征峰区左右边界道应基本一致。因此γ 能谱仪应具有寻峰和设置特征峰区的功能以及设置时间的功能，数据采集系统应有多道分析器的基本功能。γ 能谱仪是相对测试装置，实际测试中，不可能每次检测样品时都进行刻度，因此要求其具有良好的稳定性（γ 能谱仪24h 的峰位漂移应小于1％） 。
（3）碘化钠探测器晶体尺寸及铅室的厚度。本底和探测效率都会影响到测试结果的准确性，本底越低、探测效率越高，则测试结果的分散性越小，测试结果的准确度越高。如果铅室厚度不够， 穿透铅室进入碘化钠探测器的γ 射线数目增多，使γ 能谱仪的本底增高。而碘化钠探测器晶体尺寸的大小则会影响探测器对γ 射线的探测效率。晶体尺寸越小，探测效率越低。
（4）测试时间。应根据γ 能谱仪的本底、探测效率和建筑材料放射性的强弱合理确定测试时间的长短。本底高、探测效率低应适当延长测试时间；在本底和探测效率一定的情况下，放射性强的样品，测试时间短，放射性弱的样品，测试时间相对较长，这就要求γ 能谱仪的测试时间是可调的。
（5）检测人员对放射性知识的掌握。检测人员对放射性知识的掌握非常重要。对检测人员，要求其不仅仅会操作仪器，还要熟悉其测试原理，掌握影响测试结果的主要控制点。如：①装样的要求。样品盒与标准源盒几何形态应一致；装样体积应尽可能与标准源的体积相同。②测试时间的长短。要根据材料放射性的强弱来确定测试时间。放射性强的样品，测试时间较短，放射性弱的样品，测试时间相对较长，以保证测试计数达到统计误差的要求。③样品盒在探测器上的放置位置。γ 能谱仪的相对测试性要求样品盒在探测器上的放置位置应与测试标准源时标准源的放置位置相同。
5、测量中常见遇到的问题
同一个样品不同时间测量结果不稳， 这是仪器状态变化了（ 稳定性漂移或效率） 或分析软件参数问题；分析不出结果或不确定度太大，是因为样品放射性太弱，全谱总计数率与本底计数率比较较低；若是没有谱图或是时钟不走，是仪器有问题产生故障；分析结果核素数量不对，应该检查标准库。
6、保证测量结果可靠性要注意几点
使用符合检定规程的合格的γ 能谱仪；检查γ 能谱仪仪器硬件状态参数，因为是相对测量，所以必须保证测量样与标准源的刻度状态一致；检查分析软件参数，检查标准库正确性与完整性；检查仪器的长期稳定性，每周测量一次标准混合样品，检查结果可靠性；效率变化校正，每个季度用标准源测量标准谱，并更新标准库。
建筑材料事关人民大众的生命财产安全，因此应该用以人为本的工作理念进行产品开发，保障消费者的利益，消除潜在的安全隐患。科研人员应该对建筑材料市场进行长足跟进，制定一个经济适用的检测标准，并向群众普及有关放射污染的危害，从社会的各个角度创造一个有利于消灭放射污染的大环境。相关职能部门要加强建材市场的管理，规范原料采集标准，并对可应用于建筑材料的工业废渣进行化验采集，运用科学手段进行处理，尽可能降低后续加工步骤带来的放射增强效果。除了上述的办法，还应该积极探寻新的建筑材料，找到可以替代放射性原料的其他物质，从根本上消除放射污染对人类生活的威胁，保障人们健康舒适的生活环境。
参考文献：
[1]周继.室内环境监测与治理前景分析[J] .山西建筑，2010， 36(21):355-356.
[2]GB6566- 2010，建筑材料放射性核素限量.
[3中华人民共和国放射性污染防治法.
论文作者:姚旦昆
论文发表刊物:《基层建设》2016年27期
论文发表时间:2017/1/9
标签：放射性论文; 核素论文; 样品论文; 建筑材料论文; 本底论文; 标准论文; 测试论文; 《基层建设》2016年27期论文;